الإسقاطات المناخية

من الممكن أن تشكّل كلًا من الأمطار الغزيرة، والفيضانات، والجفاف، وحرائق الغابات مشاكل جسيمة - أو بعبارة أخرى، وجود فائض أو شح في المياه - ومن المتوقع أن يفاقم تغير المناخ هذه المشكلة. لماذا؟ يرجع كل ذلك إلى الدورة الهيدرولوجية (المياه).

دورة المياه هي حركة المياه عبر الكوكب<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

وهذه الدورة هي مفهوم أساسي لمعرفة العلاقة بين تغيرات درجات الحرارة التي يسببها الإنسان وظواهر مثل الجفاف والفيضانات<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

كيف تتحرك المياه حول الأرض؟

في أبسط أشكالها، يمكن تقسيم الدورة إلى هطول وتبخّر<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

يؤدي الإشعاع القادم من الشمس إلى تبخّر الماء من المحيطات وسطح اليابسة، والذي يتكثف بدوره في الغلاف الجوي ليكوّن السحب<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. وتمطر هذه السحب فوق سطح الأرض فتسري عائدةً نحو المحيطات والبحيرات<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. تعد الأغطية النباتية، والثلوج بأعالي الجبال، وتدفق المياه الجوفية قوى رئيسية في دورات المياه أيضًا، ولكنها لن تكون محور تركيزنا في هذا الفصل<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

بلدان مدارية ذات درجات حرارة دافئة

المحيط في المناطق المدارية

أقصى الشمال والجنوب خلال الصيف الدافئ، مثل روسيا والأرجنتين

بسبب الطريقة التي تنحني بها الأرض، تمتص المناطق المدارية طاقة شمسية أكبر بمرتين من باقي مناطق الكوكب، مما يؤدي إلى تبخر أعلى قرب خط الاستواء<a href='http://www.inscc.utah.edu/~reichler/publications/papers/Reichler_09_Widening.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> ويعتمد التبخّر أيضًا على توفّر المياه ولذلك، فإن معظم التبخر يحدث على سطح المحيطات، لا اليابسة<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

في الواقع، تأتي 86% من إجمالي المياه المتبخرة من المحيط<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. وهذا يعني أن المحيطات تشكّل 390,000 كيلومترًا مكعبًا من المياه المتبخرة كل عام<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. ويعادل هذا تبخّر 1.4 مترًا من أعلى سطح المحيط كل عام<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>!

إن الحركة ثلاثية الأبعاد للهواء في الغلاف الجوي أو ما يعرف بالدوران العام هي أمرٌ مهم لدورة المياه وأنماط هطول الأمطار لأنها توزّع كمية كبيرة جدًا من بخار الماء حول الأرض<a href='https://www.gfdl.noaa.gov/hydrological-cycle-and-atmospheric-circulation/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='http://www.inscc.utah.edu/~reichler/publications/papers/Reichler_09_Widening.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

لماذا الإحترار أمر مهم هنا؟

تؤثّر درجة الحرارة على سطح الكوكب تأثيرًا كبيرًا على تبخّر وهطول الماء<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. إذًا، ماذا يحدث عندما نزيد درجة حرارة الأرض؟

يحتفظ الهواء الدافىء ببخار ماء أكثر: أكثر بـ 7% لكل درجة مئوية يسخن بها<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

وذلك لأن جزيئات الماء على الأرض أو سطح البحر أو البحيرات تتمتع بقدر أكبر من الطاقة عند درجات الحرارة العالية وبذلك يسهل تحوّل الجزيئات من ماء سائل إلى غاز في الغلاف الجوي<a href='https://www.lsop.colostate.edu/wp-content/uploads/sites/6/2014/10/WhyDoesWarmAirHoldMoreWater.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. وزيادة كمية البخار في الهواء يغير كثافة هطول الأمطار<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.gfdl.noaa.gov/hydrological-cycle-and-atmospheric-circulation/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. أيضًا، يمكن للهواء أن يحتفظ برطوبة أعلى عندما يكون دافئًا<a href='https://www.lsop.colostate.edu/wp-content/uploads/sites/6/2014/10/WhyDoesWarmAirHoldMoreWater.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.gfdl.noaa.gov/hydrological-cycle-and-atmospheric-circulation/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

تسارع معدل دوران المياه داخل الغلاف الجوي وخارجه يعرف بتكثّف دورة الماء<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780123850409000013' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

كيف يغير تكثيف المياه هطول الأمطار؟

نعم، كلاهما! تتفاوت التأثيرات تفاوتًا كبيرًا من مكان لآخر<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/chapter-3/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. انظر إلى الخريطة أدناه<a href='https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_TS.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>:

عمومًا، يعني اشتداد دورة المياه أن الأماكن الرطبة ستزداد رطوبةً والأماكن الجافة، جفافًا<a href='https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_TS.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. ويعود هذا جزئيا إلى أن تيارات الرياح تكّثف المياه الإضافية في الغلاف الجوي باتجاه المناطق المطيرة أصلًا<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

هل يمكن لدرجات الحرارة أن تغير كيفية هطلان الأمطار؟

بالإضافة إلى كمية الأمطار التي تهطل كل عام، من المهم النظر في كيفية هطولها. هل تمطر مطرًا خفيفًا كل يوم؟ أم أنها تنهمر مرتين في السنة؟ يسمى ذلك شدة هطلان المطر<a href='https://www.epa.gov/climate-indicators/climate-change-indicators-heavy-precipitation' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

إننا نشهد أمطار غزيرة حتى في الأماكن التي يتراجع فيه هطول الأمطار إجمالًا<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. ويعرف هذا باسم تأثير «المطر لا يهطل بل ينهمر»<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

يمكن أن يزيد الاحترار من شدة الهطول - يزيد خطر الفيضانات - ولكن يقلل تواتره<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/05/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

تخيل لو توفّر كل الماء الذي تشربه في سنة كاملة لمدة يوم واحد فقط! سيصعب عليك البقاء حيًا، بالرغم من أنك ستحصل على نفس كمية الماء الذي تحصل عليه خلال السنة، أليس كذلك؟

تغيّر أنماط الهطول قد يقلّص أو يستنفد إمداداتنا ويسبب فيضانات

لا تعتمد المياه الجوفية على المطر لذا فهي إمداد مستمر يمكننا الاستخلاص منه

تستعيد المياه الجوفية مخزونها بالأمطار ويسمى ذلك تجدد المياه الجوفية<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> ويمكن أن تملأ الأمطار الغزيرة مخزون المياه الجوفية إلى الحد الذي يؤدي فيه فائض الماء إلى حدوث فيضانات<a href='https://www.rgs.org/schools/teaching-resources/uk-water-and-climate-risks/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a> بينما يمكن أن يتضاءل المخزون عند شح الأمطار<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128021767000067' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

ومن المتوقع أن يحدث هذا في شمال شرق البرازيل، حيث تشير التنبؤات إلى انخفاض تجدد المياه الجوفية بأكثر من 70% بحلول عام 2050<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1642359308700752' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. وقلة إمدادات المياه الجوفية يجعل الجفاف أكثر سوءًا<a href='https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022169411007931?casa_token=XEO5dTS_SFoAAAAA:hsLhw-reRV3Gc4IywJ97YLq0jFHezW3Dl6F-9Dem4uGfe8GRmDEaBWmZvh5Lu_ilFJCPw_X55AzT' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>! لكن، تراجع هطول الأمطار له تداعيات قابلة للاشتعال أيضًا.

وقد لوحظ أن تيارات الرياح تنتقل نحو الأقطاب استجابة للاحترار العالمي<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. وحتمًا، تعيد هذه التحولات توزيع هطول الأمطار الذي يمكن أن يسبب الجفاف<a href='https://www.int-res.com/articles/cr_oa/c047p123.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

وفي بعض الأحيان، جلبت الرياح في جنوب الصين هواء أكثر جفافا من الشمال وبخار مياه أقل من المحيطات الاستوائية، التسبب في موجات جفاف شديدة<a href='https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2012JD017500' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. كما أصبح الجفاف أطول وأكثر حدة في منطقة البحر الأبيض المتوسط وغرب أفريقيا منذ عام 1950<a href='https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/chapter-3/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

ما إذا كان هناك شيء لإشعال الحريق مثل البرق

تعلمنا أن ارتفاع درجات الحرارة يسبب المزيد من التبخر. ويمكن أن يتسبب ذلك في جفاف النباتات، مما يشكل مصدر وقود لأشغال حرائق أكبر<a href='https://www.researchgate.net/profile/Charles_Nock/publication/224021735_Forest_fire_occurrence_and_climate_change_in_Canada/links/00b7d51b9eb5e16845000000.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://escholarship.org/content/qt06k2p2pn/qt06k2p2pn.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

لذلك، فإن موجات الحر ترفع من احتمالية حدوث حرائق الغابات وقد واجه العالم كله تقريبًا تزايدًا في عدد موجات الحر منذ عام 1950، وصولًا لدرجات حرارة قياسية<a href='https://www.ipcc.ch/sr15/chapter/chapter-3/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

وقد توقعت النماذج أن تغير المناخ من الممكن أن يزيد من تواتر الحرائق على مستوى العالم بنسبة 19% في عام 2050 نسبة إلى عام 2015 إذا وصلت درجات الحرارة إلى 1.8 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة<a href='http://www.geo.mtu.edu/geoschem/publications/Huang_et_al_2015.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

الطريقة التي تدور بها المياه في كل أنحاء الغلاف الجوي هو ما يجعل أرضنا مميزة جدًا<a href='https://exoplanets.nasa.gov/faq/15/what-is-the-habitable-zone-or-goldilocks-zone/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. ومن الواضح من هذا الفصل أن التغييرات في هذا الدوران يجب أن تؤخذ مأخذ الجد!

وفي الفصل التالي، سننظر في أثر هذه التغييرات في المناطق المدارية.

goldilocks

distribution

IPCC_Fires1

groundwater

Huang

intensification

intensity

SChina

IPCC_FloodRisk

floodUK

no_recharge

emergency

ref1

IPCC6

دورة المياه

دورة المياه: كيف تنتقل المياه حول الأرض؟

النماذج المناخية

الاحتباس الحراري

المناخ في المستقبل

مناخ استوائي

نقاط التحول

ارتفاع مستوى سطح البحر

مسائل مفتوحة

Dr. Jantin Kala

Kevin Trenberth

Dr. Jonathan S.C. Low

فهم المستقبل: كيف يمكننا التنبؤ بتغير المناخ؟